Comprendre la mécanique quantique

L'essentiel du livre porte sur l'interprétation. Bohr, Heisenberg et Pauli en ont posé les bases et rien n'est venu vraiment les ébranler depuis. Pourtant certains aspects de cette" interprétation de Copenhague" ont vieilli, d'autres se sont révélés fragiles, ou incomplets. Il ne saurait donc plus être question de répéter aujourd'hui les pensées des fondateurs, telles qu'elles furent écrites. On est, sans doute, plus fidèle à leur esprit en rafraîchissant leurs dires qu'on ne l'est en les pérennisant.

Deux découvertes importantes ont conduit à renouveler l'interprétation de Copenhague (un nom qui est devenu courant dans les années cinquante et que je réserverai à l'oeuvre de Bohr, Heisenberg et Pauli pour éviter les confusions). La première fut la décohérence, un effet responsable de l'absence d'interférences quantiques au niveau macroscopique et du salut des chats (de Schrodinger). L'effet a été récemment confirmé par l'expérience, et on ne peut plus l'ignorer, si l'on veut comprendre ce qu'est une mesure en physique quantique. La seconde fut la dérivation, maintenant achevée, de la physique classique à partir du quantique, le déterminisme classique s'insérant en particulier dans le probabilisme quantique. Ces résultats, qui sont l'issue d'un long travail auquel de très nombreux chercheurs ont contribué, éclairent toute l'interprétation d'un jour nouveau.

Si les deux points précédents sont à ma connaissance incontestés, il n'en va pas toujours de même d'un autre apport important : celui des histoires de Griffiths qu'on appellera ici histoires rationnelles. Certains ont pu croire qu'il s'agissait d'un effort (désespéré d'avance) pour réintroduire un réalisme simpliste dans le monde quantique, alors qu'il s'agit de bien autre chose. Les histoires fournissent, à mon sens, une méthode, un moyen pour apporter plus de clarté et d'organisation dans une interprétation qui risquerait trop aisément de se muer en labyrinthe. On peut, certes, se passer des histoires, comme on peut se passer d'une pelleteuse et préférer la pelle pour creuser les fondations d'un immeuble. Les utiliser ou non est une simple question de méthode, ou plutôt de langage, car on verra que les histoires ne sont rien d'autre que le langage qui convient le mieux à l'interprétation.

J'ai voulu écrire ici un manuel commode et non un traité savant, ce qui entraîne plusieurs conséquences. Les développements techniques sont écartés et les arguments se veulent simples, autant que possible. Je n'ai pas voulu faire oeuvre d'érudition ni rendre compte de toutes les recherches sur l'interprétation qui vont dans de multiples directions, souvent spéculatives. Des conseils de lecture tentent de remédier, en partie, à ces omissions. L'histoire de la mécanique quantique et de son interprétation est cependant présentée ici, parce qu'elle est souvent négligée dans les ouvrages dont celui-ci se voudrait le complément, mais aussi parce qu'elle éclaire de manière irremplaçable des questions toujours présentes depuis près d'un siècle.

L'attention sera centrée sur la physique et il y aura donc peu d'incursions dans le domaine de l'épistémologie, bien qu'on ne puisse entièrement l'ignorer. On ne s'interrogera pas sur l'explication dernière de la réalité que la mécanique quantique pourrait apporter ou escamoter, car on envisage, avant tout, celle-ci comme une science empirique. Cela ne dispense évidemment pas de signaler les problèmes qui demeurent, ou les points de vue nouveaux qui sont apparus récemment, mais jamais au-delà de ce que la majorité des physiciens s'accordent à juger digne d'intérêt.

Murray Gell-Mann, Robert Griffiths, Serge Baroche, James Hartle, Lars Hôrmander, Jean-Michel Raimond, Hans Dieter Zeh et Wojciech Zurek et les miens également. Il doit beaucoup aux échanges que j'ai eu, avec ces auteurs. D'autres physiciens, chimistes ou philosophes, trop nombreux pour les citer tous, m'ont éclairé en de nombreuses occasions. Je voudrais évoquer, pour terminer, la mémoire d'Edmond Bauer, dont je fus le collaborateur lors de la traduction d'un ouvrage de Bohr. C'est grâce à lui, à sa finesse aimable et sa profondeur pénétrée de clarté que je réalisai n'avoir pas compris la mécanique quantique, bien que sachant m'en servir convenablement.